淺析金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制

曹月鳳，曹榮林，陳亞群（江蘇中遠(yuǎn)管道設(shè)備有限公司，江蘇 姜堰 225507）

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淺析金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制

曹月鳳，曹榮林，陳亞群
（江蘇中遠(yuǎn)管道設(shè)備有限公司，江蘇 姜堰 225507）

摘 要：金屬材料焊接是我國現(xiàn)代工業(yè)中經(jīng)常使用的一門技術(shù)工藝，但我國的焊接工藝仍很不完善，金屬材料焊接中會(huì)出現(xiàn)各種缺陷和問題，為進(jìn)行有效管控，本文在分析熱裂縫、冷裂縫、未焊透、未熔合現(xiàn)象以及夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤及弧坑等各種缺陷產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，提出了相對應(yīng)的防治措施，以期為我國金屬材料焊接技術(shù)提出有效的建議。

關(guān)鍵詞：金屬材料；焊接成型；缺陷；控制

1　前言

焊接工藝作為一門現(xiàn)代工藝，在金屬材料的焊接成型中技術(shù)要求很高，其在我國出現(xiàn)的時(shí)間并不長，工藝技術(shù)也不完善。在金屬材料的焊接過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多問題和缺陷，為了保證金屬焊接的質(zhì)量水平，要在焊接過程中有針對性地做好缺陷的應(yīng)對工作。本文在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上羅列了金屬材料焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)的主要缺陷，并針對各種缺陷提出了對應(yīng)的修正措施，以期引起焊接從業(yè)者的足夠重視，更好地提高我國金屬焊接工藝的技術(shù)水平。

2　金屬材料焊接成型中裂縫的成因及防治措施

一般而言，金屬材料焊接成型中的主要缺陷有多種類型，主要包括裂縫、未焊透、未熔合現(xiàn)象、夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤及弧坑等。裂縫又可以分為熱裂縫和冷裂縫兩種，是金屬材料焊接中最常見的缺陷之一。

2.1熱裂縫的成因和防治措施

熱裂紋是常見的裂紋形式，它是指金屬焊接過程中液體的金屬在凝結(jié)的過程中所產(chǎn)生的裂縫。熱裂縫一般發(fā)生在焊縫的中心，在焊接后隨即可以看到。

產(chǎn)生原因：熱裂縫的產(chǎn)生有很多方面的原因。在金屬焊接的過程中，除焊條和金屬外，還存在著很多熔點(diǎn)較低的雜質(zhì)，由于其熔點(diǎn)較金屬低，凝固反應(yīng)也在金屬之后，且這些雜質(zhì)在凝固后強(qiáng)度和硬度都比較低，因而成為熱裂縫產(chǎn)生的根源。凝固后的雜質(zhì)在受到外力作用的情況下，極易受到磨損和腐蝕，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

防治措施：在金屬焊接的過程中，為了嚴(yán)格避免熱裂縫的產(chǎn)生，要采取相對應(yīng)的技術(shù)手段和措施進(jìn)行防范。在金屬的焊接過程中，要認(rèn)真按照施工要求，遵照有關(guān)的技術(shù)規(guī)定，嚴(yán)格按照完善合理的工藝程序，此外還要優(yōu)化焊接過程中的焊接環(huán)境等。焊接時(shí)要盡量避免雜質(zhì)的產(chǎn)生，嚴(yán)格管控各種焊接參數(shù)，盡量避免焊接熱裂縫的產(chǎn)生，必要時(shí)采用多層的焊接技術(shù)，提高焊接質(zhì)量水平。在焊接過程完成后，還要盡量避免外力的影響。

2.2冷裂縫的成因和防治措施

冷裂縫是另一種常見的裂縫形式，它是指在金屬焊接過程完成后的冷卻過程中焊接交界處的熔合點(diǎn)出現(xiàn)的裂縫。冷裂縫產(chǎn)生的時(shí)間并不固定，一般是在焊接完成后4至6小時(shí)的冷凝之后，也有在焊接完成之后立刻出現(xiàn)的情況。

產(chǎn)生原因：冷裂縫的產(chǎn)生主要包括三個(gè)方面的原因，焊接過程中會(huì)產(chǎn)生一定的氫氣，若氫氣含量比重過高會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。此外，焊接母體的承受能力也與冷裂縫的產(chǎn)生息息相關(guān)，若其承受能力不足，則冷裂縫的產(chǎn)生幾率將大大提高。

防治措施：在金屬焊接過程中為防止冷裂縫的產(chǎn)生要采取相對應(yīng)的技術(shù)手段和措施進(jìn)行防范。為減少焊接過程中的氫氣含量，在焊接中要選擇合適的焊條，主要方法是使用含氫量低的焊條。此外，要加強(qiáng)對焊接所使用材料的控制，使用質(zhì)量過硬的高質(zhì)量材料，以防因材料質(zhì)量低下引起裂縫。加強(qiáng)對周圍環(huán)境的管控，避免空氣中的濕度過大，以防材料在濕潤空氣中發(fā)生變質(zhì)。在材料的保存過程中要保證其自身的潔凈，防止腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，采取一切可以采取的手段盡量降低氫氣的含量。要使用科學(xué)合理的焊接參數(shù)，在科學(xué)認(rèn)證的基礎(chǔ)上，恰當(dāng)選擇與實(shí)際情況相適應(yīng)的焊接工藝參數(shù)，保證焊接工作的最佳效果。最后，要根據(jù)焊接要求對焊接介質(zhì)進(jìn)行有效的檢測，滿足焊接之后冷凝過程中的最低要求，減少焊接后外力的作用，遵循科學(xué)的焊接工序，以期取得較好的效果。

3　未焊透、未熔合現(xiàn)象的成因及防治措施

未焊透、未熔合是焊接過程中出現(xiàn)的另一種比較常見的焊接缺陷，由它亦會(huì)引起較多的次生缺陷，比如裂縫等。其產(chǎn)生原因和防治措施如下：

產(chǎn)生成因：焊接中未焊透、未熔合現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要有三點(diǎn)。第一，在焊接過程中，焊塊之間存在既有的縫隙，一般縫隙的產(chǎn)生是由于角度問題等。此外，焊接工藝的不完善是引起未焊透、未熔合現(xiàn)象的另一大原因，焊接塊過厚、焊接速度過快等都會(huì)引起焊接效果的降低。第二，焊接焊塊表面不干凈，存在雜質(zhì)或者氧化物質(zhì)，沒有對其進(jìn)行相應(yīng)的清理工作。第三，焊接技術(shù)人員技術(shù)能力不合格，由于水平有限，導(dǎo)致其對焊接溶液的把握能力比較差，未焊透、未熔合的現(xiàn)象就不可避免了。

防治措施：為解決焊接過程中未焊透、未熔合的現(xiàn)象，要有針對地對其進(jìn)行防治。首先要盡量選用合適坡面角度的焊接塊，其次要妥善把握焊接工藝，對焊接的速度及外部環(huán)境都要進(jìn)行合理的管控，對于焊接物表面的雜質(zhì)一定要徹底清理，最后要選用技術(shù)過硬的焊接工人。

4　其他主要缺陷及其防治措施

焊接過程中的其他缺陷主要有夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤及弧坑等，以下將根據(jù)這些問題產(chǎn)生的原因?qū)ζ溥M(jìn)行有針對性的分析。

首先是夾渣，夾渣是常見的焊接缺陷，其成因是焊接邊緣本身存在雜質(zhì)，主要是熔渣，此外焊接速度過快亦會(huì)導(dǎo)致夾渣的產(chǎn)生。為防止夾渣，就要保證接口的潔凈，并注意焊接速度不能太快。針對氣孔問題，要選用合適的焊接電流流量，使用高質(zhì)量的焊條和焊接材料，并注意控制焊接熔質(zhì)中的氫氣含量；針對咬邊問題，同樣要注意焊接過程中切忌速度過快、電流過大；焊瘤及弧坑是由于焊接過程前后不均勻或者焊接溫度過高引起的，焊接中斷、再焊也是導(dǎo)致焊瘤和弧坑的直接原因。所以在焊接時(shí)要嚴(yán)格控制焊接溫度，不宜過高，并一次焊成，不重復(fù)作業(yè)，盡量杜絕焊瘤和弧坑問題。

5　結(jié)語

綜上所述，在金屬材料的焊接過程中，會(huì)經(jīng)常遇到各種各樣的焊接缺陷。為了避免各種焊接問題的出現(xiàn)，我們有必要采取相應(yīng)的措施，努力管控各種工藝技術(shù)環(huán)節(jié)，有效杜絕焊接缺陷的產(chǎn)生，提高焊接水平和質(zhì)量，推動(dòng)金屬材料焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

［1］鄭玲.金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究［J］.輕工科技，2013.

［2］于清峻.探析金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.029